JP2002006664A - 定着装置、定着ローラおよび画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡単な構成により、安定した定着を可能とす
るとともに、長寿命化を期待できる定着ローラ、定着装
置および画像形成装置を提供すること。 【解決手段】 熱線を発する熱線照射手段を内部に有
し、熱線に対して透光性を有する円筒状の透光性基体上
に形成した、熱線を吸収する熱線吸収弾性層を有する可
回転の第１ローラと、前記第１ローラと圧接しながら回
転する第２ローラとを含み、かつ、前記熱線吸収弾性層
の厚みを、前記第２ローラの長さの内側領域において当
該第２ローラの表面と接触する接触領域と、前記接触領
域よりも外側の非接触領域とで異ならしめて構成した事
を特徴とする定着装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、紙等の支持体上に
トナー像を定着するための改良した定着ローラ、定着装
置および当該定着装置を有する複写機、ファクシミリ、
プリンタ等を含む画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、パイレックス（登録商標）ガラ
ス、サファイヤ（Ａｌ₂Ｏ₃）、ＣａＦ₂等のセラミック
材や、ポリイミド、ポリアミド等の透光性樹脂を、定着
ローラのローラ芯（基体）として使用するとともに、当
該ローラ芯の内側に配設されるハロゲンランプやキセノ
ンランプからの熱線を効率的に吸収するように、前記ロ
ーラ芯の外側に、樹脂バインダにカーボンブラック、黒
鉛、鉄黒（Ｆｅ₃Ｏ₂）や各種フェライト等の粉末を混入
した熱線吸収層を焼き付け又は塗布等により形成し、更
には、その外側にフッ素樹脂（ＰＦＡ）チューブを被覆
したり、フッ素樹脂塗料を塗布してなる離型層を設けて
構成した定着ローラは公知である。

【０００３】また、定着ローラの他の構成として、ロー
ラ芯の外側周面に、フィラーとしてシリカ、アルミナ、
酸化マグネシウム等の金属酸化物の粉末を混入したシリ
コンゴムからなる熱線透過性のゴム層（透光性弾性層）
を形成し、更に、その外側にカーボンブラック、黒鉛、
鉄黒や各種フェライト及びその化合物、酸化銅、酸化コ
バルト、ベンガラ等の粉末を混入した熱線吸収材料と、
バインダと離型剤とを兼ねたフッ素樹脂塗料を混入配合
し、熱線吸収層と離型層とを一体とした一体型熱線吸収
層を形成する態様も知られている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前記構成の定着ローラ
は、極めて短時間の内に、その表面温度を定着可能温度
に到達せしめることが出来る有用なものである。

【０００５】ところで、公知のように、熱ローラ型定着
装置は、ハロゲンランプ等の発熱源の周囲を回転する定
着ローラと、当該定着ローラと圧接しながら回転する対
向ローラとを主要素とし、両ローラの間に送り込まれる
用紙および当該用紙上のトナー像に圧力および加熱を付
与して、トナー像を用紙に溶融定着させる構成となって
いる。

【０００６】上記構成において、前記両ローラがその長
手方向において接触（圧接）している接触領域は、使用
される最大用紙の幅サイズに対して、余裕を以て大きく
設定してある。

【０００７】また、上記定着ローラと対向ローラとのロ
ーラ部は、その長手方向において全長にわたって圧接す
るように、例えば、ローラ芯上に同じ長さの弾性層を設
けているのが一般的である。

【０００８】しかしながら、ローラ芯が金属基体である
定着ローラにおいては、適宜の軸を定着ローラの両端に
設け、当該軸を定着装置の適宜フレーム上に設けたベア
リング等の軸受けで保持する事が出来るが、例えば、円
筒状のガラスをローラ芯とする定着ローラの場合、偏芯
等、加工精度の問題もあって、金属基体の場合と同様の
軸受け構成を採ることは困難である。

【０００９】これは、円筒状に成形した樹脂をローラ芯
とする場合においても同じである。本発明者は、ローラ
の外形、具体的には、ローラ芯の外周にゴム層を設け、
当該ゴム層を介して、ローラ端部をベアリングで軸受け
する構成をとるとともに、ウォーミングアップタイムを
短縮できるメリットを活かすべく透光性基体をローラ芯
とした定着ローラを作製し、定着実験を繰り返し行っ
た。

【００１０】ところが、上記の如き構成の定着装置にお
いては、次のような問題の生じることが判明した。

【００１１】即ち、対向ローラのローラ部の長さに比し
て、定着ローラのローラ部の長さを長くする必要があ
り、このために、前記対向ローラの端部（角部）が接触
する前記定着ローラのゴム部に集中的に圧力がかかり、
結果として、対向ローラの端部領域におけるニップ圧お
よびニップ幅が大きくなり、均一な定着が損なわれる。

【００１２】また、前記対向ローラの端部と接触してい
る箇所の定着ローラのゴムが劣化し、はがれを生じてし
まう傾向が強いので、定着ローラの寿命が短い。

【００１３】更に、定着ローラと対向ローラとの長さの
関係は上記と同じであり、かつ、定着ローラのゴム層の
外側周囲に、耐熱性樹脂からなるチューブをはめ込み、
当該チューブを介してベアリングで軸受けする構成も考
えられるが、この構成の場合には、前記チューブとゴム
層との境界で摺動が発生し、ゴム層の削れが発生するた
め、初期の定着能力を長期間にわたって維持する事がで
きないことが解った。

【００１４】上記不具合を解消するために、ローラ芯に
溝を形成し、当該溝にＣリングをはめ込んで前記チュー
ブの長手方向における移動を抑制することも考えられる
が、ローラ芯がガラスの場合、割れにつながるので追加
工は不可能である。

【００１５】また、上記のような構成であると、定着ロ
ーラに歯車等の動力伝達手段を取り付けることもできな
い。

【００１６】本発明は上記のような点に鑑みなされたも
ので、その目的は、簡単な構成により、安定した定着を
可能とするとともに、長寿命化を期待できる定着ロー
ラ、定着装置および画像形成装置を提供することにあ
る。

【００１７】なお、本願明細書における「ゴム」は、合
成により製造されるエラストマーを指す。

【００１８】

【課題を解決するための手段】本発明の目的は、以下の
構成により達成することができる。

【００１９】（１）熱線を発する熱線照射手段を内部に
有し、熱線に対して透光性を有する円筒状の透光性基体
上に形成した、熱線を吸収する熱線吸収弾性層を有する
可回転の第１ローラと、前記第１ローラと圧接しながら
回転する第２ローラとを含み、かつ、前記熱線吸収弾性
層の厚みを、前記第２ローラの長さの内側領域において
当該第２ローラの表面と接触する接触領域と、前記接触
領域よりも外側の非接触領域とで異ならしめて構成した
事を特徴とする定着装置。

【００２０】（２）熱線を発する熱線照射手段を内部に
有し、熱線に対して透光性を有する透光性基体上に形成
した、熱線に対し透光性を有する透光性弾性層を有する
可回転の第１ローラと、前記第１ローラと圧接しながら
回転する第２ローラとを含み、かつ、前記第２ローラの
長さの内側領域で当該第２ローラの表面と接触する接触
領域における前記透光性弾性層の厚みを、それよりも外
側の非接触領域における厚みよりも大きくするととも
に、前記接触領域の透光性弾性層の外側層として熱線を
吸収する熱線吸収層を設けた事を特徴とする定着装置。

【００２１】（３）成形型に設置した円筒状の耐熱性チ
ューブ、および、その両端部外側に位置づけたスリーブ
部材の内側を介して、円筒状の透光性ローラ芯を位置固
定せしめた後、前記耐熱性チューブおよび前記スリーブ
部材の内面と前記透光性ローラ芯との間に透光性弾性層
を形成するための液状のゴムを流し込み、当該ゴムを架
橋固化させることにより構成した事を特徴とする定着ロ
ーラ。

【００２２】（４）所定の間隔を持って成形型に設置し
たスリーブ部材の内側に、円筒状の透光性ローラ芯を位
置固定せしめた後、前記スリーブ部材間にまたがる前記
透光性ローラ芯と型の間、および、前記スリーブ部材と
前記透光性ローラ芯との間に透光性弾性層を形成するた
めの液状のゴムを流し込み、当該ゴムを架橋固化させる
ことにより構成した事を特徴とする定着ローラ。

【００２３】（５）所定の間隔を持って設置されるスリ
ーブ部材の内、一方のスリーブ部材の近傍で分割可能な
成形型の所定位置にスリーブ部材を配置するとともに、
前記スリーブ部材を貫通した状態で円筒状の透光性ロー
ラ芯を位置固定せしめた後、前記スリーブ部材間にまた
がる前記透光性ローラ芯と型の間、および、前記スリー
ブ部材と前記透光性ローラ芯との間に透光性弾性層を形
成するための液状のゴムを流し込み、当該ゴムを架橋固
化させることにより構成した事を特徴とする定着ロー
ラ。

【００２４】（６）所定の間隔を持って設置されるスリ
ーブ部材の内、一方のスリーブ部材の近傍で分割可能な
成形型の所定位置にスリーブ部材を配置するとともに、
前記スリーブ部材を貫通した状態で円筒状の透光性ロー
ラ芯を位置固定せしめた後、前記スリーブ部材間にまた
がる前記透光性ローラ芯と型の間、および、前記スリー
ブ部材と前記透光性ローラ芯との間に透光性弾性層を形
成するための液状のゴムを流し込み、当該ゴムを架橋固
化させることにより構成した定着ローラを含み、かつ、
前記スリーブ部材を軸受けで受けるように保持した事を
特徴とする定着装置。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明するが、本発明は、下記実施の形態に限
定されるものではない。

【００２６】図１は、カラープリンタからなる画像形成
装置の構成を示す概略図である。図において、１０は像
形成体である感光体ドラム（以下、単にドラムとい
う）、１１は各色毎の帯電手段であるスコロトロン帯電
器、１２は各色毎の画像書込手段である露光光学系、１
３は各色毎の現像手段である現像器、１４は転写ベルト
である。

【００２７】前記ドラム１０は、例えば、光学ガラスや
透明アクリル樹脂等の透明部材によって形成される円筒
状の基体の外周に、透明の導電層、ａ−Ｓｉ層あるいは
有機感光層（ＯＰＣ）等の感光層（光導電層ともいう）
を形成したものであり、導電層を接地した状態で図１の
矢印で示す時計方向に回転される。

【００２８】各色毎の帯電手段であるスコロトロン帯電
器１１、各色毎の画像書込手段である露光光学系１２及
び各色毎の現像手段である現像器１３は、これらを１組
として、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン
（Ｃ）および黒色（Ｋ）の各色の画像形成プロセス用と
して４組設けられ、図１の矢印にて示す感光体ドラム１
０の回転方向に対して、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの順に配置して
ある。

【００２９】前記スコロトロン帯電器１１は、それぞれ
所定の電位に保持された制御グリッドと、例えば、鋸歯
状電極からなる放電電極１１ａとを有し、前記ドラム１
０の感光層と対峙して取付けられ、トナーと同極性のコ
ロナ放電によって帯電作用を行い、感光体ドラム１０に
対し一様な電位を与える。

【００３０】前記露光光学系１２は、前記ドラム１０上
での露光位置が、前述した各色毎のスコロトロン帯電器
１１に対して感光体ドラム１０の回転方向下流側に位置
するようにしてドラム１０の内部に配置される。

【００３１】それぞれの露光光学系１２は、ドラム軸と
平行に主走査方向に配列された像露光の発光素子として
のＬＥＤ（発光ダイオード）を複数個アレイ状に並べた
線状の露光素子１２ａと、結像素子としての光集束性光
伝送体（商品名：セルフォックレンズアレイ）１２ｂ
と、不図示のレンズホルダとで構成される露光用ユニッ
トであり、保持部材１２０に取付けてある。

【００３２】前記保持部材１２０には各色毎の露光光学
系１２の他に、転写同時露光器１２ｄおよび一様露光器
１２ｅが取付けられ、一体となって前記ドラム１０の基
体内部に収容される。

【００３３】前記露光光学系１２は、別体の画像読み取
り装置によって読み取られ、メモリに記憶された各色の
画像データに従って前記ドラム１０の感光層を裏面から
像露光し、当該ドラム１０上に静電潜像を形成する。

【００３４】前記現像器１３は、前記ドラム１０の周面
に対し所定の間隙を保ち、当該ドラム１０の回転方向と
順方向に回転する非磁性のステンレスあるいはアルミ材
で形成された現像スリーブ１３１と、現像ケーシング１
３８とを有し、現像ケーシング１３８の内部には、各々
イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）および
黒色（Ｋ）の一成分或いは二成分現像剤を収容してい
る。

【００３５】それぞれの現像器１３は前記ドラム１０と
所定の間隙をあけて非接触に保たれており、現像スリー
ブ１３１に対して直流電圧と交流電圧を重畳した現像バ
イアスを印加することにより、非接触の反転現像を行
い、ドラム１０上に重ね合わせのトナー像を形成する。

【００３６】１４ａおよび１４ｂは前記転写ベルト１４
を張架するローラであり、１４ａが図示しない駆動源か
ら動力を受け、前記転写ベルトを矢印方向に回転させる
ように構成してある。

【００３７】１５および１６は、前記転写ベルト１４を
挟んで前記ドラム１０と対向配置させた転写器および除
電器、１７は転写工程終了後の前記ドラム１０を除電す
るためのＡＣ除電器、１８は除電後の前記ドラム表面を
清掃するクリーニング装置で、クリーニングブレード１
８０を有する。

【００３８】２０は、前記ドラム１０上に形成されるト
ナー像が転写される用紙Ｐを収納してなるカセット、２
５は給紙ローラである。

【００３９】用紙Ｐの移動路上には、搬送ローラ対Ｒ１
乃至Ｒ５、前記転写ベルト１４および定着装置（熱ロー
ラ型定着装置）３０等が付設してある。

【００４０】４４は、前記ローラ１４ａと前記転写ベル
ト１４を介して対向配置せしめた用紙分離用のＡＣ除電
器を示す。

【００４１】前記定着装置３０は、熱線を発するハロゲ
ンヒータ（ハロゲンランプ）３００を内蔵し、当該ハロ
ゲンヒータの周囲を回転しうる第１ローラ（定着ロー
ラ）３０５と、前記第１ローラ３０５と圧接しながら回
転しうる第２ローラ（対向ローラ）３１５とを有する。

【００４２】Ｔは前記第１ローラと第２ローラとの圧接
により形成されるニップ部を示す。前記定着装置の詳細
な構成については、図２および図３を用いて後述する。

【００４３】なお、参照符号４６は、前記転写ベルト１
４上から転写後の用紙Ｐを確実に分離せしめるための分
離爪で、前記転写ベルト１４表面に対して先端を近接し
て位置づけてある。

【００４４】以上の構成を有する装置を用いての画像形
成プロセスは次の通りである。画像形成のスタートによ
り不図示のドラム駆動モータが始動し、ドラム１０が図
１の矢印で示す時計方向へ回転され、同時にイエロー
（Ｙ）のスコロトロン帯電器１１が作動して前記ドラム
１０に所定の電位を付与する。

【００４５】引き続き、Ｙの露光光学系１２を介して第
１の色信号すなわちＹの画像データに対応する電気信号
による画像書込が開始され、前記ドラム１０の表面に原
稿画像のＹの画像に対応する静電潜像が形成される。

【００４６】前記静電潜像はＹの現像器１３により非接
触の状態で反転現像され、前記ドラム１０上にイエロー
（Ｙ）のトナー像が形成される。

【００４７】次いで、前記ドラム１０に対して、Ｙのト
ナー像の上からマゼンタ（Ｍ）のスコロトロン帯電器１
１の帯電作用により電位が付与され、Ｍの露光光学系１
２によって第２の色信号すなわちＭの画像データに対応
する電気信号による画像書込により、Ｍの画像に対応す
る静電潜像が形成され、Ｍの現像器１３による非接触の
反転現像によって前記イエロー（Ｙ）のトナー像の上に
マゼンタ（Ｍ）のトナー像が重ね合わせて形成される。

【００４８】同様のプロセスにより、シアン（Ｃ）のス
コロトロン帯電器１１、Ｃの露光光学系１２およびＣの
現像器１３によって、第３の色信号に対応するシアン
（Ｃ）のトナー像が、更にその上に黒色（Ｋ）のスコロ
トロン帯電器１１、Ｋの露光光学系１２およびＫの現像
器１３によって第４の色信号に対応する黒色（Ｋ）のト
ナー像が順次重ね合わせて形成され、前記ドラム１０の
一回転以内にその周面上に４色の重ね合わせカラートナ
ー像が形成される。

【００４９】上記の画像形成プロセスによってドラム１
０上に重ね合わされたカラートナー像は、転写域におい
て前記転写器１５により用紙Ｐ上に一括して転写され
る。

【００５０】この際、良好な転写がなされるように、転
写同時露光器１２ｄを付勢させ一様露光を行うことがで
きる。

【００５１】転写工程終了後の前記ドラム１０の周面上
に残ったトナーは、前記ＡＣ除電器１７により除電作用
を受けた後、クリーニング装置１８によりクリーニング
され、次の画像形成に備えられる。

【００５２】実施の形態においては、クリーニング後で
あって、次の帯電前に、例えば発光ダイオードを用いた
一様露光器１２ｅを作用させ、前記ドラム表面の先の画
像形成における履歴を解消させる。

【００５３】カラートナー像が転写された用紙Ｐは、Ａ
Ｃ除電器４４による除電作用と分離爪４６とにより転写
ベルト１４から分離され、定着装置３０へと搬送され、
当該定着装置において定着処理を受けた後、搬送ローラ
Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５を介して搬送され、装置上部のトレイ
へ排出される。

【００５４】図２は、図１の定着装置の主要素である第
１ローラおよび第２ローラの構成を説明するための模式
的側断面図であり、図３は、第１ローラと第２ローラと
の接触領域における構成を説明するための模式図であ
り、図中、前記した部材と同一部材については同じ参照
記号を付してある。

【００５５】図２において、本発明に係わる第１ローラ
３０５は、用紙Ｐ上の未定着トナー像と接触する側に設
けてある。

【００５６】前記第１ローラ３０５のローラ芯は透光性
基体からなり、実施の形態においては、外径２８ｍｍ、
肉厚１．５ｍｍのガラスで構成した。

【００５７】前記第１ローラ３０５は、前記透光性基体
（以下、ローラ芯という）３０７と、当該ローラ芯３０
７の外側（外周面）に設けた透光性弾性層（実施の形態
においては、透明なシリコンゴム層からなり、以下、ゴ
ム層ともいう）３０８と、更に、その外側に設けたカー
ボンブラックなどを混入させたＰＦＡ（パーフルオロア
ルコキシ）チューブ３０９からなる熱線吸収層（離型層
ともいえるが、以下、ＰＦＡチューブという）とを有し
ている。

【００５８】前記第２ローラ３１５は、アルミ材を用い
た円筒状の金属パイプ３１６と、当該金属パイプ３１６
の外周面に被覆したシリコンゴム層３１７とからなり、
かつ、前記金属パイプ３１６の内部にヒータ３１０を配
した構成を有する。

【００５９】前記第１ローラ３０５のローラ芯３０７と
しては、結晶を析出することなく、熔融体が冷却固化さ
れた無機物であると定義されるガラスの他に、従来の技
術のところで述べた材料が使用できる。

【００６０】また、第１ローラの他の構成として、前記
の如きローラ芯の外側に、フィラーとしてシリカ、アル
ミナ、酸化鉄、酸化チタン、酸化マグネシウム等の金属
酸化物の粉末を混入したシリコンゴムからなる熱線透過
性のゴム層を形成するとともに、カーボンブラック、黒
鉛、鉄黒や各種フェライト及びその化合物、酸化銅、酸
化コバルト、ベンガラ等の粉末を混入した熱線吸収層
と、バインダと離型剤とを兼ねたフッ素樹脂塗料を混入
配合した離型層とを一体とした形の一体型熱線吸収層を
形成してもよい等、定着ローラの構成に係わる設計の自
由度は広い。

【００６１】図３に示す如く、前記第１ローラ３０５を
構成するローラ芯３０７の外側周面上に設けた透光性弾
性層３０８は、その長手方向において、厚みの大きいロ
ーラ部（大径部であり、第２ローラと接触する領域を指
す）３１１と、当該ローラ部３１１を挟む格好の両端部
における厚みの小さい部位（小径部であり、第２ローラ
と非接触な領域）３１３とに形成してなる。

【００６２】前記第１ローラ３０５のローラ部３１１
は、第２ローラ３１５のローラ部３１７の長さよりも短
く、組み立て終了時において、第２ローラ３１５の長さ
の内側領域に前記ローラ部の両端が位置するように関係
づけてある。

【００６３】なお、前記第１ローラのローラ部３１１の
長さ（接触領域）は、最大で前記第２ローラのローラ部
と同じ長さであり、前記「内側領域」の「内側」は定着
装置組み立て終了時において、ローラ部の端部が揃って
いる態様を含む。

【００６４】本実施の形態においては、前記第１ローラ
３０５のローラ部３１１における透光性弾性層（ゴム
層）３０８の厚さを約１ｍｍ、又、両端の部位３１３に
おける透光性弾性層（ゴム層）の厚さを約０．５ｍｍ
で、成形により構成した。

【００６５】ローラ部３１１における透光性弾性層の厚
さは０．２ｍｍ以上、１０ｍｍ以下が取り扱いの点等か
ら好ましい。

【００６６】又、ローラ部３１３における透光性弾性層
の厚さは、０．２ｍｍ以上が好ましい。

【００６７】これは、成形後のゴム層（透光性弾性層）
３０８の中心と、ガラスからなるローラ芯３０７の中心
とのずれにより、第１ローラ３０５が偏芯して回転する
ことを防ぐ目的で、前記ローラ部３１３のゴム層の上か
らベアリング軸受け３５０を嵌め込み、保持するために
必要な厚さである。

【００６８】前記ゴム層の厚さが０．２ｍｍ未満だと、
偏芯を吸収することが難しく、０．５ｍｍを越える厚さ
だと、資源の浪費に繋がる。

【００６９】参照符号３５５は、軸３２０を介して前記
第２ローラ３１５を支持するためのベアリング軸受けで
ある。

【００７０】前記ベアリング軸受け３５０および３５５
は、適宜の図示しないフレーム上に取り付けられてい
る。

【００７１】なお、ベアリング軸受けに代えて、第２ロ
ーラ３１５との接触部を含め、ローラの長さ方向におけ
る両端部それぞれで三点支持を構成するように、第１定
着ローラ上の他の２カ所に可回転な押圧コロを設けた支
持することも可能である。

【００７２】３６０は適宜の動力伝達系と連結して動力
を得るための歯車であり、前記軸３２０上に固定して設
けてある。

【００７３】なお、前述の通り、前記第２ローラ３１５
の表面との接触領域を形成する前記ローラ部３１１に
は、外側層（ローラ部の表面層）としてＰＦＡチューブ
３０９を設けてあり、前記ゴム層の成形時に一体的に構
成できる。

【００７４】前記の如くに第１ローラ３０５を構成する
とともに、前記第２ローラ３１５と関係づけることによ
り、前記第１ローラ３０５の接触領域、即ち、前記第２
ローラ３１５と接触しているローラ部３１１の全域に略
等しい圧力が掛かり、結果として、均一な定着ができ、
また、第１ローラのゴムがはがれる様なことから解放さ
れるので、ローラ寿命も長くなるという効果を奏するこ
とができる。

【００７５】なお、必要に応じて、前記ＰＦＡチューブ
３０９を除くことも出来る。図４、図５および図６は、
本発明に係わる第１ローラのゴム層（透光性弾性層）ま
たはゴム層とＰＦＡチューブ等をローラ芯上に成形処理
を介して一体的に構成する際の説明用の模式的断面図で
あり、図中、前記した部材と同一部材については同じ参
照符号を付してある。

【００７６】図において、参照符号５０および５１で示
すのは、それぞれ、円筒形の左フランジおよび右フラン
ジ（以下、単にフランジという）であり、外周の一部が
後記する金型の内周と接触し、当該金型を保持するよう
になっている。

【００７７】５００は前記フランジ５０の円周方向に設
けた成形用材料（実施の形態においてはシリコンゴム）
の注入口であり、１０個準備されている。

【００７８】５３および５５は、前記ローラ芯３０７を
保持するためのローラ芯保持用フランジであり、その一
部は当該ローラ芯の内部に挿入され、弾性によりその内
面と接触するように構成してある。

【００７９】また、前記ローラ芯保持用フランジ５３、
５５の一部、即ち、前記ローラ芯の両端部と接触する鍔
部５３０、５５０を含む一部は前記ローラ芯３０７から
突出し、前記フランジ５０、５１に設けてある凹部と嵌
合して一体化するようになっている。

【００８０】前記鍔部５３０、５５０の外径は前記ロー
ラ芯３０７の外径と略同じである。５７および５９は円
筒形からなる金型で、原理的には、前記ローラ芯３０７
と同心円となる内面壁を有する。

【００８１】５７０および５９０は空間で、前記ローラ
芯３０７を金型の所定位置に設置した際に、前記金型５
７、５９の内面壁と前記ローラ芯３０７の外面壁とで形
成され、当該空間に成形用材料が注入されて、所定の厚
さを形成することになる。

【００８２】換言すれば、前述した第２ローラ３１５と
特定の関係（接触領域の長さについて）を有する寸法で
あって、厚いゴム層（前述したローラ部）を構成するた
めの空間５７０と、ローラの長さ方向において、前記厚
い層の外側に薄いゴム層（部位として説明済み）を形成
するための、前記空間５７０と連通した空間５９０（図
においては片方のみ参照符号を付してある）が形成され
る。

【００８３】前記空間５７０は、前記金型５７の内面壁
に段差をつける（基準面に対して凹部をつける）ことに
よって得られ、空間５９０は、前記金型５７および金型
５９の、内面壁（基準面）で得られる。

【００８４】なお、実施の形態においてはＰＦＡチュー
ブ３０９を前記ローラ部（図３において参照符号３１１
で示す部分）の外側層として設ける態様であるので、当
該領域におけるゴム層のための空間は、実際は、ＰＦＡ
チューブ３０９の内面壁と前記ローラ芯３０７の外面壁
ということになる。

【００８５】前記構成において、ゴム層の厚みが変化し
ている部分に対応して、一つの金型５９を分割可能に設
けたのは、成形後のローラを型からスムーズに抜くこと
ができるようにするためである。

【００８６】本発明に係わる第１ローラは凡そ次のよう
にして得られる。まず、金型５９とフランジ５１とを取
り外した状態で、ＰＦＡチューブ３０９を金型５７中の
空間５７０に配置させる。

【００８７】次いで、ローラ芯保持用フランジ５３、５
５を一体化してなるローラ芯３０７を、円筒状の前記Ｐ
ＦＡチューブ３０９の内側を介して貫通せしめ、ローラ
芯保持用フランジ５３の外側突出部を前記金型のフラン
ジ５０と嵌合させて位置固定する。

【００８８】次いで、前記金型５９とローラ芯保持用フ
ランジ５５とを嵌合せしめるとともに、金型５９と金型
５７との組み込みを行う。

【００８９】このようにして、相対的な位置決めを完了
した後、注入口５００から、液状の成形用材料（シリコ
ンゴム）を所定圧力を以て注入する。

【００９０】その後、前記成形用材料が、前記ローラ芯
３０７の外表面と金型およびＰＦＡチューブ３０９とで
形成されている空間部に充填したことを適宜の検知方法
で検知して注入作業を停止し、成形用材料の熱架橋によ
る固化を促す。

【００９１】しかる後、金型５９を分離し、ローラ芯３
０７を取り出すことにより、ローラ芯の中心に対して同
一径である外径を有するゴム層が形成された第１定着ロ
ーラが得られる。

【００９２】図５および図６の金型構成は基本的に図４
の構成と同じである。異なる所は、図５の構成において
は、分割可能な金型５９を無くしたこと、および、ロー
ラの長手方向において前記ＰＦＡチューブ３０９の両端
部外側に円筒状のステンレスからなるスリーブ部材６０
０を一体的に有する形態の第１ローラを得るようにした
ことである。

【００９３】この実施の形態においては、厚いゴム層を
形成するための空間を前記ＰＦＡチューブ３０９の内面
壁とローラ芯３０７の外面壁で、また、薄いゴム層の部
位を形成するための空間５９０を前記スリーブ部材６０
０の内面壁と前記ローラ芯３０７の外面壁で形成してい
る。

【００９４】金型５７内の所定位置にローラ芯３０７を
挿入、位置固定した後、前述と同様のプロセスを実施す
ることにより、外周面（外周層）がＰＦＡチューブで覆
われたローラ部と、スリーブ部材６００で覆われ、か
つ、前記ローラ部と同径の外径を有するまでになったゴ
ム層の薄い部位とを含む第１ローラが得られる。

【００９５】上記により得られた第１ローラは、スリー
ブ部材６００を介してベアリング軸受け等で容易に軸受
けでき、また、スリーブ部材に溝を着ることが可能なた
め、定着装置の固定部に対してＣリング等で長手方向の
位置を規制することができる等の効果を奏する。

【００９６】図６に示す構成で前記図４の構成と異なる
のは、歯車を取り付けるため等で深い溝を切る必要があ
る場合に好適な構成の第１ローラを得るべく、図５にお
けるスリーブ部材６００の片方を肉厚としたことにあ
る。

【００９７】更にこの場合、スリーブ部材６００の内面
周方向に凹凸を設けた構成を断面図で示す図７の形態に
することにより、スリーブ部材とゴム層との接着力をよ
り強固とすることができ、ローラ駆動のための従動歯車
（動力伝達手段）を取り付けた構成とされても、ゴム層
が破壊される事を極力防止することができる。

【００９８】本実施の形態で得られる第１ローラの肉厚
なスリーブ部材６００の外径はローラ部の外径よりも大
きく、従って、定着装置組み立て完了状態において、第
２ローラとの一方の接触領域端部は、前記第２ローラの
端部と同一面となる。

【００９９】以上の実施の形態において、透光性弾性層
を形成する材料は上述の機能を発揮しうるものであれば
シリコンゴムでなくてもよく、また、層構成も上記に限
定されるものではない。

【０１００】また、透光性ローラ芯としてガラス以外で
も使用でき、設計の自由度は広い。

【０１０１】

【発明の効果】極めて簡単な構成により、ＰＦＡチュー
ブ等を最外周層として設けた場合でも、ゴム層の削れを
抑制でき、また、軸受け支持も容易であり、更に動力伝
達手段を安全に取り付けることができる定着ローラなの
で、操作性あるいは取扱い性等がよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】カラープリンタからなる画像形成装置の構成を
示す概略図である。

【図２】図１の定着装置の主要素である第１ローラおよ
び第２ローラの構成を説明するための模式的側断面図で
ある。

【図３】第１ローラと第２ローラとの接触領域における
構成を説明するための模式図である。

【図４】本発明に係わる第１ローラのゴム層（透光性弾
性層）またはゴム層とＰＦＡチューブ等をローラ芯上に
成形処理を介して一体的に構成する際の説明用の模式的
断面図である。

【図５】本発明に係わる第１ローラのゴム層（透光性弾
性層）またはゴム層とＰＦＡチューブ等をローラ芯上に
成形処理を介して一体的に構成する際の説明用の模式的
断面図である。

【図６】本発明に係わる第１ローラのゴム層（透光性弾
性層）またはゴム層とＰＦＡチューブ等をローラ芯上に
成形処理を介して一体的に構成する際の説明用の模式的
断面図である。

【図７】スリーブ部材の内面周方向に凹凸を設けた構成
を示す断面図である。

【符号の説明】

３０ 定着装置（熱ローラ型定着装置） ５０，５１ フランジ ５３，５５ ローラ芯保持用フランジ ５７，５９ 金型 ３０５ 第１ローラ（定着ローラ） ３０７ 透光性基体（ローラ芯） ３０８ 透光性弾性層（ゴム層） ５００ 注入口 ５３０，５５０ 鍔部 ５７０，５９０ 空間 ６００ スリーブ部材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） // Ｂ２９Ｋ 21:00 Ｂ２９Ｋ 21:00 Ｂ２９Ｌ 31:32 Ｂ２９Ｌ 31:32 Ｆターム(参考） 2H033 BA25 BB03 BB04 BB15 BB18 3J103 AA02 AA13 AA14 AA41 BA03 BA41 BA43 EA02 FA12 GA57 GA58 GA60 GA66 HA03 HA04 HA05 HA11 HA12 HA37 HA43 HA52 HA53 HA60 4F204 AA33 AA45 AD04 AD05 AD12 AD35 AH04 EA03 EB01 EB12 EF27 EK13 EK17

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 熱線を発する熱線照射手段を内部に有
   し、熱線に対して透光性を有する円筒状の透光性基体上
   に形成した、熱線を吸収する熱線吸収弾性層を有する可
   回転の第１ローラと、前記第１ローラと圧接しながら回
   転する第２ローラとを含み、かつ、前記熱線吸収弾性層
   の厚みを、前記第２ローラの長さの内側領域において当
   該第２ローラの表面と接触する接触領域と、前記接触領
   域よりも外側の非接触領域とで異ならしめて構成した、 事を特徴とする定着装置。
2. 【請求項２】 接触領域における前記熱線吸収弾性層の
   厚みは、非接触領域における厚みよりも大きいことを特
   徴とする請求項１に記載の定着装置。
3. 【請求項３】 前記透光性弾性層の接触領域における厚
   みは０．２ｍｍ以上１０ｍｍ以下である事を特徴とする
   請求項１に記載の定着装置。
4. 【請求項４】 熱線を発する熱線照射手段を内部に有
   し、熱線に対して透光性を有する透光性基体上に形成し
   た、熱線に対し透光性を有する透光性弾性層を有する可
   回転の第１ローラと、前記第１ローラと圧接しながら回
   転する第２ローラとを含み、かつ、前記第２ローラの長
   さの内側領域で当該第２ローラの表面と接触する接触領
   域における前記透光性弾性層の厚みを、それよりも外側
   の非接触領域における厚みよりも大きくするとともに、 前記接触領域の透光性弾性層の外側層として熱線を吸収
   する熱線吸収層を設けた、 事を特徴とする定着装置。
5. 【請求項５】 前記接触領域における透光性弾性層の厚
   みは０．２ｍｍ以上１０ｍｍ以下である事を特徴とする
   請求項４に記載の定着装置。
6. 【請求項６】 成形型に設置した円筒状の耐熱性チュー
   ブ、および、その両端部外側に位置づけたスリーブ部材
   の内側を介して、円筒状の透光性ローラ芯を位置固定せ
   しめた後、 前記耐熱性チューブおよび前記スリーブ部材の内面と前
   記透光性ローラ芯との間に透光性弾性層を形成するため
   の液状のゴムを流し込み、 当該ゴムを架橋固化させることにより構成した、 事を特徴とする定着ローラ。
7. 【請求項７】 所定の間隔を持って成形型に設置したス
   リーブ部材の内側に、円筒状の透光性ローラ芯を位置固
   定せしめた後、 前記スリーブ部材間にまたがる前記透光性ローラ芯と型
   の間、および、前記スリーブ部材と前記透光性ローラ芯
   との間に透光性弾性層を形成するための液状のゴムを流
   し込み、 当該ゴムを架橋固化させることにより構成した、 事を特徴とする定着ローラ。
8. 【請求項８】 所定の間隔を持って設置されるスリーブ
   部材の内、一方のスリーブ部材の近傍で分割可能な成形
   型の所定位置にスリーブ部材を配置するとともに、 前記スリーブ部材を貫通した状態で円筒状の透光性ロー
   ラ芯を位置固定せしめた後、 前記スリーブ部材間にまたがる前記透光性ローラ芯と型
   の間、および、前記スリーブ部材と前記透光性ローラ芯
   との間に透光性弾性層を形成するための液状のゴムを流
   し込み、 当該ゴムを架橋固化させることにより構成した、 事を特徴とする定着ローラ。
9. 【請求項９】 前記スリーブ部材は凹凸の断面を有する
   事を特徴とする請求項６乃至請求項８の何れか１項に記
   載の定着ローラ。
10. 【請求項１０】 所定の間隔を持って設置されるスリー
    ブ部材の内、一方のスリーブ部材の近傍で分割可能な成
    形型の所定位置にスリーブ部材を配置するとともに、 前記スリーブ部材を貫通した状態で円筒状の透光性ロー
    ラ芯を位置固定せしめた後、 前記スリーブ部材間にまたがる前記透光性ローラ芯と型
    の間、および、前記スリーブ部材と前記透光性ローラ芯
    との間に透光性弾性層を形成するための液状のゴムを流
    し込み、 当該ゴムを架橋固化させることにより構成した定着ロー
    ラを含み、かつ、 前記スリーブ部材を軸受けで受けるように保持した、 事を特徴とする定着装置。
11. 【請求項１１】 前記スリーブ部材に動力伝達手段が固
    定してある事を特徴とする請求項１０に記載の定着装
    置。
12. 【請求項１２】 前記動力伝達手段は歯車である事を特
    徴とする請求項１１に記載の定着装置。
13. 【請求項１３】 前記動力伝達手段はプーリである事を
    特徴とする請求項１１に記載の定着装置。
14. 【請求項１４】 前記透光性基体または前記透光性ロー
    ラ芯はガラスである事を特徴とする請求項１、請求項４
    または請求項１０の何れか１項に記載の定着装置。